Antena Yagi ( pengertian, elemen, desain dan matching)Abi Blog

Antena Yagi ( pengertian, elemen, desain dan matching)

Tentang antena Yagi

Antena Yagi atau kalau orang Jepang menyebutnya Yagi – Uda, kenapa di sebut Yagi- Uda ? karena antena Yagi pertama di buat oleh dua orang peneliti dari Jepang yang bernama Yagi dan Uda.

Dua orang itu mengawali penelitiannya dengan melihat efek dan pengaruh dari unsur pasif dari sebuah batang logam terhadap sifat direksional antena (directional antenna), sebuah susunan paralel  elemen antena lurus yang di hadapkan pada beberapa elemen parasitif.

Pada awalnya antena ini di sebut Susunan Yagi – Uda. Antena Yagi adalah desain antena yang menggunakan elemen pasif (gambar 1). Antena ini murah dalam pembuatannya dan efektif, karena dapat menghasilkan penguatan gain signal yang bagus.

Baca Juga :  Mengukur nilai tahanan Isolasi dan Polarisation Index
Gambar 1 Sebuah antena Yagi kusus
Gambar 1 Sebuah antena Yagi kusus

Penggunaan satu atau lebih elemen reflektor (biasanya hanya menggunakan satu atau dua reflektor), seperti gambar di bawah ini (gambar 2) sebuah antena yagi dengan satu reflektor, sebuah elemen dipole lipat aktif dan tujuh direktur sebagai penyearah yang terpasang untuk polarisasi horizontal.

Gambar 2 Antena Yagi - (a) tiga elemen dan (b) beberapa elemen
Gambar 2 Antena Yagi – (a) tiga elemen dan (b) beberapa elemen

Gambar 3 adalah pola khas untuk antena yagi  tiga elemen (satu reflektor, satu elemen aktif,  dan satu direktur). Umumnya, semakin banyak elemen Yagi yang di miliki, semakin tinggi gain, dan sempit beamwidth. Antena ini dapat dipasang untuk  baik polarisasi dan horizontal atau vertikal sering digunakan untuk aplikasi point-to-point, seperti antara base station dan repeater-stasiun.

Gambar 3 Pola horizontalplane antena Yagi
Gambar 3 Pola horizontalplane antena Yagi

Yagi, adalah directional antena yang biasa digunakan dalam komunikasi pada frekuensi di atas 10 MHz. Seperti di sebut diatas Yagi terdiri dari dua atau tiga unsur batang  lurus, masing-masing berukuran approximately 0,5 panjang gelombang (lamda).

Antena Yagi secara teoritis merupakan antena yang linier, antena Yagi lama jarang digunakan di bawah 50 MHz, karena pada frekuensi ini struktur menjadi berat secara fisik.

Antena Yagi ni adalah yang paling populer sebagai susunan antena directional pada band radio amatir  dari 14MHz dengan gelombang VHF dan UHF.

Kadang – kadang terlihat pada 30 dan 40 meter band. Kebanyakan antena yagi menggunakan penyokong antena yang ber- rotator, sehingga antena dapat menunjuk ke segala arah horisontal.

Dimana daya transmisi rendah digunakan, seperti turun ke 1 Watt atau kurang, seperti ketika transceiver QRP digunakan, antena yagi lumayan dapat kompensasi untuk itu. Dan karena Yagi yang memberikan peningkatan kinerja penerimaan tersebut, stasiun QRP lain dapat didengar lebih baik.

Desain Antena Yagi

Sekarang mari kita lihat desain antena Yagi dan elemen – elemen nya. Sekali lagi, antena yagi adalah sebuah antena dengan elemen parasit / pasif, elemen-elemen yang terhubung ke saluran transmisi disebut elemen driven. Dalam kebanyakan susunan pasif, ada satu elemen driven, satu reflektor, dan satu atau lebih anggota direksi/direktur.

Elemen Driven

Elemen Driven adalah / terhubung ke saluran feed line. Dalam antena Yagi untuk radio biasanya ada hanya satu elemen driven. Elemen ini kadang-kadang secara fisik disingkat dengan beban induktif (inductive loading). Ini mungkin berisi perangkap sehingga beresonansi pada lebih dari satu band. Pada setengah gelombang resonansi, adalah pusat feed line, dan dengan sendirinya akan sebagai dipole antena.

Elemen Driven Dipole.
Elemen Driven Dipole

Elemen driven dapat berupa sebagai dipole elektrik yang terpisah atau bersama-sama dengan boom dan elemen – elemen lainnya, seperti gamma match.

Ketika beberapa antena parasititif dioperasikan bersama-sama, seperti dalam sebuah susunan collinear (collinear array) atau ditumpuk, ada beberapa elemen driven. Setiap elemen driven menerima sebagian dari daya output pemancar. Secara umum, daya dibagi rata di antara semua elemen driven (dalam beberapa susunan bertahap, semua elemen driven).

Elemen driven dalam susunan parasititif selalu beresonansi pada frekuensi operasi. Elemen elemen parasitif biasanya (tetapi tidak selalu) sedikit dalam ber resonansi; direksi / direktor umumnya disetel ke frekuensi lebih tinggi dari elemen driven, dan reflektor umumnya diatur ke frekuensi yang lebih rendah (sehingga lebih lama).

Impedansi dari elemen driven, pada titik umpan, adalah perlawanan murni ketika antena dioperasikan pada frekuensi resonansi nya. Ketika unsur-unsur parasititif yang dekat elemen driven, impedansi dari elemen driven rendah dibandingkan dengan dipole dalam ruang bebas.

Untuk suatu tujuan menemukan  matching impedansi antara elemen driven dan saluran transmisi, elemen driven dapat dilipat atau di tekuk ke dalam berbagai konfigurasi. Di antara sistem pengacakan yang paling umum adalah delta, gamma dan jaringan T. Kadang-kadang elemen driven sebagai dipole lipat dari konduktor tunggal.

Dengan elemen driven matching gamma,
Dengan elemen driven matching gamma

Dipole sebagai elemen driven

Desain dasar menggunakan dipole sebagai elemen didorong. Ini adalah resonansi ketika panjang listrik adalah 1/2 dari panjang gelombang, untuk frekuensi yang digunakan, diterapkan pada titik feed. Dipole lipat biasanya digunakan dalam desain Yagi.

Matching Gamma pada elemen driven

Sebuah matching gamma membuat lebih mudah dalam menyesuaikan sebuah antena. Ini sesuai dengan impedansi feedpoint yang jarang adalah 50 Ohm, dengan 50 Ohm coax. Pada Yagi antena dengan lebih dari 4 elemen, impedansi pada feedpoint menjadi rendah (20 Ohms).

Elemen parasitik  – Reflektor – Direktur

Elemen parasititif merupakan elemen yang tidak langsung terhubung ke saluran feed line. Elemen parasitif digunakan untuk tujuan memperoleh keuntungan daya directional. Umumnya, elemen parasit dapat diklasifikasikan sebagai direksi atau reflektor, maka mereka bekerja dengan cara yang berlawanan.

Elemen parasit beroperasi dengan kopling elektromagnetik untuk elemen driven. Unsur parasitif sejajar dengan elemen pemancar, pada jarak tertentu sesuai hitungan lamda, dan panjang tertentu dengan hitungan lamda pula, menyebabkan pola radiasi untuk menunjukkan keuntungan dalam satu arah dan kerugian dalam arah yang berlawanan. Selama bertahun-tahun sekarang, prinsip Yagi yang digunakan pada frekuensi tinggi oleh operator radio amatir dan komersial.

Pada frekuensi tinggi, elemen parasitif sering digunakan dalam antena directional. Yang paling umum ini adalah antena Quaddan Yagi.

Forward Gain

Forward Gain, atau memperoleh kekuatan dari Yagi diukur relatif terhadap setengah gelombang dipole (dBd) dalam banyak kasus. Mendapatkan kekuatan yang lebih penting dalam hal transmisi; rasio front-to-back adalah penting dalam hal menerima directivity.

Rasio depan belakang (The front-to-back (F / B) ratio)

Rasio Front-to-back (F / B) ditentukan dalam desibel, dan adalah rasio kekuatan sinyal ke arah yang disukai dengan kekuatan 180 derajat berlawanan arah disukai.Ini adalah salah satu ekspresi dari directivity dari sistem antena.

Istilah ini hanya berlaku untuk antena yang searah, atau direktif dalam didominasi satu arah, seperti untuk antena Yagi. Secara matematis, rasio front-to-back adalah rasio, dalam desibel, kekuatan lapangan ke arah yang di kehendaki, mengingat jarak yang sama.

Dalam hal kekuatan, jika P adalah keuntungan kekuatan antena dalam arah maju dan Q adalah hasil kenaikan kekuatan di arah sebaliknya, keduanya dinyatakan dalam desibel sehubungan dengan dipole atau radiator isotropik, maka rasio front-to-back diberikan hanya dengan P – Q.

Yagi dua elemen

Yagi dua elemen dapat dibentuk dengan menambahkan salah satu direktur atau reflektor di samping elemen driven. Jarak optimal untuk driven-element / director Yagi adalah sekitar 0,1-0,2 panjang gelombang, dengan direktur di setel ke frekuensi 5 sampai 10 persen lebih tinggi dari frekuensi resonansi dari elemen didorong.

Jarak optimal untuk driven-element / reflector Yagi adalah sekitar 0,15-0,2 panjang gelombang, dengan reflectror di setel ke frekuensi 5 sampai 10 persen lebih rendah dari frekuensi resonansi dari elemen driven.

Gain dari optimal dibangun, full-size Yagi dua elemen adalah sekitar 5 dBd baik menggunakan direktur atau reflektor, Jika elemen yang disingkat oleh beban induktif atau dengan perangkap, gain agak terganggu.

Yagi tiga elemen

Sebuah Yagi dengan satu direktur dan satu reflektor, bersama dengan elemen driven, meningkatkan keuntungan rasio F / B, dibandingkan dengan susunan dua elemen. Dirancang secara optimal Yagi tiga elemen yang dapat ditingkatkan untuk tujuan pembangunan universal. Optimasi harus dilakukan setelah antena dibangun. Pencocokan skema dan detail konstruksi tidak termasuk.

Yagi panjang

Gain dan rasio F / B dari Yagi meningkat sebagai elemen yang lebih banyak. Hal ini biasanya dilakukan dengan menempatkan direksi ekstra di depan tiga elemen Yagi. Beberapa Yagi memiliki 10, 15 atau bahkan 20 elemen. Elemen direktur ekstra cenderung memiliki jarak optimal yang meningkatkan sebagai jumlah elemen meningkat.

Dengan demikian, untuk membuat Yagi 10 elemen menjadi Yagi 11 elemen, direktur ditambahkan sekitar 0,4 panjang gelombang di depan Yagi 10 elemen untuk kinerja optimal. Elemen direktur  cenderung mendapatkan lebih pendek dan lebih pendek, konvergen ke batas minimum.

Sangat jarang untuk melihat Yagi lebih dari 20 elemen. Ideal Yagi 20 elemen secara teoritis dapat memberikan gain 19 dBd. Jika gain diperlukan dalam antena membutuhkan lebih dari 20 elemen pada optimasi tunggal, dua atau lebih Yagi bisa di buat feed bersama dalam pahse, dan ditempatkan end-to-end (collinear) atau dibuang, atau keduanya.

Antena lain, seperti disc, menjadi lebih mudah dalam membangun dan penyesuaian tune daripada Yagi di UHF tinggi dan frekuensi microwave , ketika gain besar dan rasio F / B yang diinginkan.

Yagi Multiband

Traps / perangkap dapat ditempatkan dalam elemen Yagi, yang memungkinkan operasi pada lebih dari satu band. Elemen tambahan untuk beberapa band dapat ditempatkan di antara elemen-elemen untuk band-band lain, karena perbedaan jarak elemen optimal.

Sebuah Yagi multiband sering mengambil penampilan yang kompleks. Yagi multiband yang paling umum bekerja band dari 14MHz melalui 29.7MHz (20 sampai 10 meter). Beberapa juga bekerja kombinasi lain seperti 40/30/20 meter atau 30 sampai 10 meter.

Variasi pada Yagi

Elemen driven dari Yagi bisa menjadi lingkaran gelombang penuh, sehingga polarisasi feed sejajar dengan elemen lainnya. Antena ini disebut Quagi karena merupakan campuran antara Yagi dan Quad.

Kadang-kadang reflektor juga dibentuk menjadi lingkaran untuk membuat Quagi.

Sepasang Yagi dapat berorientasi pada sudut kanan pada optimasi tunggal, dan feed 90 derajat keluar dari fase untuk mendapatkan polarisasi melingkar. Hal ini lebih disukai ketika satelit bekerja.

Loading...
loading...
The following two tabs change content below.
Saya bekerja di sebuah perusahaan Marine Service di Batam, aktivitas saya setiap hari selain melakukan kegiatan pokok di perusahaan juga menulis di blog, membangun web. Saya nge-blog sejak 2009 dan merupakan hobi sekaligus saya berbagi pengalaman.

Latest posts by Abi Royen (see all)

11 Comments

Buat Komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *